- 19,405
- 40
- 8 Ноя 2022
Свинье подогрели роговицу микроволнами, чтобы люди спокойно носили AirPods. Вот так работает наука.
Рост популярности беспроводных устройств и технологий Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся обострил вопрос о воздействии электромагнитного излучения (ЭМИ) на здоровье. Особенно уязвимыми в этом контексте считаются глаза, поскольку они постоянно подвержены воздействию волн высокой частоты — от Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся до Для просмотра ссылки Войди или Зарегистрируйся . Теперь, благодаря инновациям японских исследователей, появился потенциальный способ минимизировать такие риски.
Впервые в мире была создана контактная линза, способная не только пропускать свет, но и эффективно экранировать высокочастотное ЭМИ. Разработку представила междисциплинарная команда под руководством профессора Такэо Мияке из Высшей школы информационного производства и систем Университета Васэда. Работа опубликована в журнале Small Science.
<h3>Решение на основе MXene: защита, прозрачность и безопасность</h3> В центре технологии — наноматериал MXene (двумерные карбиды и нитриды переходных металлов), известный своими выдающимися свойствами в области электропроводности и экранирования. Однако ранее его практическое применение было ограничено из-за плохой адгезии и склонности к окислению. Новая методика нанесения слоя MXene на мягкие линзы с использованием влажного трансфера и ацетоновой основы позволила устранить эти проблемы. Материал надёжно закрепляется на изогнутой поверхности линзы, а растворённая подложка из смешанных целлюлозных эфиров (MCE) одновременно защищает его от разрушения под действием кислорода.
<h3>Простая, но эффективная методика</h3> Процесс начинается с приготовления MXene-дисперсий, которые фильтруются через мембраны MCE для формирования плёнки. Далее она переносится на поверхность контактной линзы с помощью мокрого переноса — техника, обеспечивающая высокую масштабируемость. Именно эта особенность делает метод перспективным для будущего массового производства.
Профессор Мияке подчёркивает: «Мы выбрали метод влажного переноса из-за его способности равномерно наносить наночастицы на нестандартные формы мягких линз. Это позволило добиться как точного покрытия, так и стабильной фиксации слоя.»
<h3>Физические свойства и биосовместимость</h3> Линзы продемонстрировали более 80% пропускания видимого света — показатель, сравнимый с обычными контактными изделиями. При этом они обеспечили высокую электропроводность и эффективную защиту от обезвоживания. Безопасность также была на высоте: биотесты показали более 90% жизнеспособности клеток при контакте с покрытием.
Толщина MXene-слоя зависела от концентрации исходной дисперсии, что позволило точно регулировать степень защиты. Кроме того, сама MCE-мембрана выступила в роли антиокислительного барьера, защищая функциональный материал от деградации со временем.
<h3>Проверка на глазах свиней: защита от микроволнового нагрева</h3> Для проверки способности к экранированию линзы были протестированы на глазах свиней — широко используемой модели в офтальмологических исследованиях. Животные подвергались воздействию микроволнового излучения с последующим термографическим анализом. Устройства показали быстрое повышение температуры в материале линзы, что указывает на эффективное поглощение ЭМИ и рассеивание энергии в виде тепла. Это, в свою очередь, защитило глазное яблоко от прямого нагрева.
Измерения продемонстрировали эффективность экранирования до 93% — рекордный показатель среди биосовместимых материалов при аналогичной толщине покрытия. Это означает, что такие линзы способны надёжно защищать глаза от высокочастотного фона — включая излучение от умных очков, гарнитур, телефонов и других Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся .
<h3>Потенциал за пределами офтальмологии</h3> «Электронные контактные линзы становятся следующим этапом эволюции носимой электроники. Но впервые это означает, что беспроводные схемы окажутся в прямом контакте с роговицей. Мы вдохновились прогрессом в области двумерных материалов и создали по-настоящему функциональное защитное решение», — отмечает профессор Мияке.
Открытие имеет более широкие перспективы, чем просто офтальмология. Линзы с покрытием MXene могут стать платформой для будущих медицинских имплантов, умных сенсоров, биоэлектроники и других форм миниатюрной носимой электроники, где важно обеспечить Для просмотра ссылки Войдиили Зарегистрируйся при взаимодействии с ЭМИ.
Успешное объединение нанотехнологий, материаловедения и медицины в этой разработке стало возможным благодаря совместной работе учёных из Университета Васэда, Университета Киото и Университетской клиники Ямагути. Среди соавторов статьи: доктор Лунцзе Ху, доцент Дзюн Хиротани, профессор Кадзухиро Кимура, ассистенты Ацусигэ Асимори и Саман Азари.
Рост популярности беспроводных устройств и технологий Для просмотра ссылки Войди
Впервые в мире была создана контактная линза, способная не только пропускать свет, но и эффективно экранировать высокочастотное ЭМИ. Разработку представила междисциплинарная команда под руководством профессора Такэо Мияке из Высшей школы информационного производства и систем Университета Васэда. Работа опубликована в журнале Small Science.
<h3>Решение на основе MXene: защита, прозрачность и безопасность</h3> В центре технологии — наноматериал MXene (двумерные карбиды и нитриды переходных металлов), известный своими выдающимися свойствами в области электропроводности и экранирования. Однако ранее его практическое применение было ограничено из-за плохой адгезии и склонности к окислению. Новая методика нанесения слоя MXene на мягкие линзы с использованием влажного трансфера и ацетоновой основы позволила устранить эти проблемы. Материал надёжно закрепляется на изогнутой поверхности линзы, а растворённая подложка из смешанных целлюлозных эфиров (MCE) одновременно защищает его от разрушения под действием кислорода.
<h3>Простая, но эффективная методика</h3> Процесс начинается с приготовления MXene-дисперсий, которые фильтруются через мембраны MCE для формирования плёнки. Далее она переносится на поверхность контактной линзы с помощью мокрого переноса — техника, обеспечивающая высокую масштабируемость. Именно эта особенность делает метод перспективным для будущего массового производства.
Профессор Мияке подчёркивает: «Мы выбрали метод влажного переноса из-за его способности равномерно наносить наночастицы на нестандартные формы мягких линз. Это позволило добиться как точного покрытия, так и стабильной фиксации слоя.»
<h3>Физические свойства и биосовместимость</h3> Линзы продемонстрировали более 80% пропускания видимого света — показатель, сравнимый с обычными контактными изделиями. При этом они обеспечили высокую электропроводность и эффективную защиту от обезвоживания. Безопасность также была на высоте: биотесты показали более 90% жизнеспособности клеток при контакте с покрытием.
Толщина MXene-слоя зависела от концентрации исходной дисперсии, что позволило точно регулировать степень защиты. Кроме того, сама MCE-мембрана выступила в роли антиокислительного барьера, защищая функциональный материал от деградации со временем.
<h3>Проверка на глазах свиней: защита от микроволнового нагрева</h3> Для проверки способности к экранированию линзы были протестированы на глазах свиней — широко используемой модели в офтальмологических исследованиях. Животные подвергались воздействию микроволнового излучения с последующим термографическим анализом. Устройства показали быстрое повышение температуры в материале линзы, что указывает на эффективное поглощение ЭМИ и рассеивание энергии в виде тепла. Это, в свою очередь, защитило глазное яблоко от прямого нагрева.
Измерения продемонстрировали эффективность экранирования до 93% — рекордный показатель среди биосовместимых материалов при аналогичной толщине покрытия. Это означает, что такие линзы способны надёжно защищать глаза от высокочастотного фона — включая излучение от умных очков, гарнитур, телефонов и других Для просмотра ссылки Войди
<h3>Потенциал за пределами офтальмологии</h3> «Электронные контактные линзы становятся следующим этапом эволюции носимой электроники. Но впервые это означает, что беспроводные схемы окажутся в прямом контакте с роговицей. Мы вдохновились прогрессом в области двумерных материалов и создали по-настоящему функциональное защитное решение», — отмечает профессор Мияке.
Открытие имеет более широкие перспективы, чем просто офтальмология. Линзы с покрытием MXene могут стать платформой для будущих медицинских имплантов, умных сенсоров, биоэлектроники и других форм миниатюрной носимой электроники, где важно обеспечить Для просмотра ссылки Войди
Успешное объединение нанотехнологий, материаловедения и медицины в этой разработке стало возможным благодаря совместной работе учёных из Университета Васэда, Университета Киото и Университетской клиники Ямагути. Среди соавторов статьи: доктор Лунцзе Ху, доцент Дзюн Хиротани, профессор Кадзухиро Кимура, ассистенты Ацусигэ Асимори и Саман Азари.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
